水库水雨情自动测报系统项目背景和项目需求

第一节项目背景 1一、水库相关概念 1二、水库主要构成 2三、水库类型说明 19四、水库修建意义 21五、水雨情自动测报系统概述 24第二节项目需求 30一、项目概况 30二、项目需求 30第一节项目背景一、水库相关概念1.水库定义：水库，一般的解释为拦洪蓄水和调节水流的水利工程建筑物，可以利用来灌溉、发电、防洪和养鱼，它是指在山沟或河流的狭口处建造拦河坝形成的人工湖泊。水库建成后，可起防洪、蓄水灌溉、供水、发电、养鱼等作用，有时天然湖泊也称为水库（天然水库），水库规模通常按库容大小划分，分为小型、中型、大型等。2.水库库容定义：（1）防洪库容=设计库容汛限（正常）库容。（2）滞洪库容（调洪库容）=校核库容-正常库容调节库容=正常库容死库容。（3）库容系数=兴利库容/多年平均产水量径流系数=径流深/降雨量。（4）死库容：水库死水位以下的容积。（5）兴利库容（有效库容）：水库正常蓄水位至死水位之间的容积，也称有效库容。（6）防洪库容：水库设计洪水位至汛期限制水位或正常蓄水位之间的容积。（7）调洪库容：水库校核洪水位至汛期限制水位或正常蓄水位之间的容积。（8）调洪库容：水库校核洪水位至汛期限制水位或正常蓄水位之间的容积。（9）重复库容：水库正常蓄水位至汛期限制水位之间的容积中，可兼作防洪库容及兴利库容的一部分容积。（10）总库容：水库校核洪水位以下的容积。（11）灌溉水库特征水位：以灌溉为主要目标的若干有特定意义的水库水位，包括死水位、汛期限制水位、正常蓄水位、设计洪水位和校核洪水位等。（12）库容系数：水库兴利库容与名年平均来水量的比值。二、水库主要构成水库的组成建筑物中有不同类型的建筑物，例如挡水、泄水、引水或其它专门建筑物等，这些建筑物称为水工建筑物，水工建筑物的综合体则被称为水利枢纽。（一）水工建筑物1.概念：一般水工建筑物可按照使用期限和功能进行分类，按使用期限可分为永久性水工建筑物和临时性水工建筑物，后者是指在施工期短时间内发挥作用的建筑物，如围堰、导流隧洞、导流明渠等，按功能可分为通用性水工建筑物和专门性水工建筑物两大类。2.通用性水工建筑物：（1）挡水建筑物，如各种坝、水闸、堤和海塘。（2）泄水建筑物，如各种溢流坝、岸边溢洪道、泄水隧洞、分洪闸（3）进水建筑物，也称取水建筑物，如进水闸、深式进水口、泵站。（4）输水建筑物，如引（供）水隧洞、渡槽、输水管道、渠道。3.专门性水工建筑物：（1）水电站建筑物，如前池、调压室、压力水管、水电站厂房。（2）渠系建筑物，如节制闸、分水闸、渡槽、沉沙池、冲沙闸。（3）过坝设施，如船闸、升船机、放木道、筏道及鱼道等。注意，有些水工建筑物的功能并非单一，难以严格区分其类型，如各种溢流坝，既是挡水建筑物，又是泄水建筑物；闸门既能挡水和泄水，又是水力发电、灌溉、供水和航运等工程的重要组成部分。有时施工导流隧洞可以与泄水或引水隧洞等结合。（二）挡水建筑物1.概念：挡水建筑物是指横控河道的拦水建筑物，用以拦蓄水量，抬高水位，如各种坝、闸等，大坝按建筑材料可分为混凝土坝、浆砌石坝、土石坝、橡胶坝、钢坝和木坝等。2.重力坝：（1）定义：重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积挡水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整体是由若干坝段组成。重力坝在水压力及其他荷载作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求，同时依靠坝体自重产生的压力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度要求，它是一种在水压力及其他外荷载作用下，依靠坝体自重来维持稳定的坝，重力坝的断面基本呈三角形，筑坝材料为混凝土或浆砌石。据统计，在各国修建的大坝中，重力坝在各种坝型中往往占有较大的比重。在中国的坝工建设中，混凝土重力坝也占有较大的比重，在20座高100m以上的高坝中，混凝土重力坝就有10座。（2）历史：重力坝是世界上最早出现的一种坝型之一。公元前2900年埃及美尼斯王朝在首都孟斐斯城附近的尼罗河上，建造了一座高15m、长240m的挡水坝。中国于公元前3世纪，在连通长江与珠江流域的灵渠工程上，修建了一座高5m的砌石溢流坝，迄今已运行2000多年，是世界上现存的，使用历史最久的一座重力坝。18世纪，在法国和西班牙用浆砌石修建了早期的重力坝，横断面都很大，接近于梯形。1853年以后，在筑坝实践中，设计理论逐步发展，法国工程师们开始拟出一些重力坝的设计准则，如抗滑稳定、坝基应力三分点准则等，出现了以三角形断面为基础的重力坝断面。20世纪初，由于混凝土工艺和施工机械的迅速发展，在美国建造了阿罗罗克坝和象山坝等第一批混凝土重力坝。1930年以后，美国修建了高183m的沙斯塔坝和高168m的大古力坝以后，重力坝的设计理论和施工技术有了一个飞跃。在应力计算方面，提出了重力法和弹性理论法，包括考虑空间影响的试荷载法，在构造方面，建立了完整的分缝、排水和廊道系统以及温度、变形、应力等观测系统，在施工方面，机械化程度有了显著增长，发展了柱状浇筑法和混凝土散热冷却以及纵缝灌浆等一整套施工工艺。1950年以后，重力坝继续的到发展。1970年以后，世界上创造出碾压混凝土坝筑坝技术，它的特点是采用干硬性混凝土，用自卸汽车运料入仓，推土机平仓，振动碾碾压，通仓薄层浇筑，不设纵缝，不进行水管冷却，横缝用切缝机切割。它具有节省水泥，简化温度控制和施工工艺，缩短工期，降低造价的优点。（3）类型：①重力坝按筑坝材料分为：混凝土重力坝和浆砌石重力坝。②重力坝按其结构形式分为：1）实体重力坝：实体重力坝因横缝处理的方式不同可分为三类，具体如下：A.悬臂式重力坝：横缝不设键槽，不灌浆；B.铰接式重力坝：横缝设键槽，但不灌浆；C.整体式重力坝：横缝设键槽，并进行灌浆。2）宽缝重力坝；3）空腹重力坝。③重力坝按泄水条件分为：非溢流坝和溢流坝两种剖面。④按高度可分为：低坝（30m以下）、中坝（30至70m）和高坝（70m以上）。⑤按泄水条件分为：非溢流重力坝和溢流重力坝。⑥按结构分为：实体重力坝、宽缝重力坝和空腹重力坝。（4）坝体选址：在进行坝体布置时，首先要考虑溢流坝和泄水孔口的位置，要满足泄洪与放水的需要，并与下游平顺连接，不致淘刷坝基、岸坡和相邻建筑物基础。泄水孔口高程和尺寸应根据水库调洪计算和水力计算，结合闸门和启闭机条件确定，溢流面要求有较高流量系数，同时不产生空蚀。坝下要设置消能工，应考虑地形、地质、枢纽布置和水流条件，比较选定其形式和尺寸。一般溢流坝与电站坝分列布置，当河谷狭窄时，也可布置电站厂房顶溢流。（5）坝体构造：①廊道：为了检查坝体内部的工作状态，布设各种量测仪器，满足坝内交通和灌浆、排水的需要，在坝内设置水平或斜向廊道或竖井。廊道沿坝高设置一层或多层，有纵向和横向两种，断面一般为上圆下方的城门洞形。②分缝：为适应地基变形和温度变化，沿坝轴线方向用横缝把坝分成若干个坝段，横缝间距通常为15至20m，横缝缝面根据需要设或不设键槽，灌浆或不灌浆。在施工中，由于混凝土浇筑能力的限制和温度控制的要求，还要设置施工缝，平行于坝轴线方向的竖向施工缝叫纵缝。纵缝的间距一般为15至30m，可以是直缝、错缝或斜缝缝面设键槽，并需灌浆。水平向施工缝叫水平缝，水平缝的间距在基础约束范围以内和以外，分别为1至3m和3至6m，缝面一般均需进行凿毛处理。③止水：在坝体横缝内、陡坡坝段与基础接触面以及廊道和孔洞穿越横缝处的周围，必需设置止水，止水应具有柔性，可以用金属片、橡皮、塑料片或沥青井做成，高坝上游面的横缝止水需用两道止水片，中间设一沥青井。④坝体排水：为了减少渗水对坝体的不利影响，在坝体靠近上游防渗层的下游侧布设一排垂直向排水管，常用多孔混凝土管，间距为2至3m，将渗水汇入廊道。（6）优缺点：①优点：重力坝之所以的到广泛应用，是由于有以下优点：1）相对安全可靠，耐久性好，抵抗渗漏、洪水漫溢、地震和战争破坏能力都比较强。2）设计、施工技术简单，易于机械化施工。3）对不同的地形和地质条件适应性强，任何形状河谷都能修建重力坝，对地基条件要求相对来说不太高。4）在坝体中可布置引水、泄水孔口，解决发电、泄洪和施工导流等问题。②缺点：1）坝体应力较低，材料强度不能充分发挥；2）坝体体积大，耗用水泥多；3）施工期混凝土温度应力和收缩应力大，对温度控制要求高。3.拱坝：（1）定义：①拱坝是一种建筑在峡谷中的拦水坝，做成水平拱形，凸边面向上游，两端紧贴着峡谷壁，是指一种在平面上向上游弯曲，呈曲线形、能把一部分水平荷载传给两岸的挡水建筑，是一个空间壳体结构。它是在平面上呈凸向上游的拱形挡水建筑物，借助拱的作用将水压力的全部或部分传给河谷两岸的基岩。②与重力坝相比，在水压力作用下坝体的稳定不需要依靠本身的重量来维持，主要是利用拱端基岩的反作用来支承。拱圈截面上主要承受轴向反力，可充分利用筑坝材料的强度，因此，是一种经济性和安全性都很好的坝型。③平面上呈拱形并在结构上起拱的作用的坝，拱坝的水平剖面由曲线形拱构成，两端支承在两岸基岩。竖直剖面呈悬臂梁形式，底部座落在河床或两岸基岩上。拱坝一般依靠拱的作用，即利用两端拱座的反力，同时还依靠自重维持坝体的稳定，拱坝的结构作用可视为两个系统，即水平拱和竖直梁系统。（2）历史：人类修建拱坝具有悠久的历史。早在一、二千年以前，人们就已意识到拱结构有较强的拦蓄水流的能力，开始修建高10余米的圆筒形圬工拱坝。13世纪末，伊朗修建了一座高60米的砌石拱坝。到20世纪初，美国开始修建较高的拱坝，如1910年建成的巴菲罗比尔拱坝，高99m。20至40年代，又建成若干拱坝，其中有高达221m的胡佛坝，与此同时，拱坝设计理论和施工技术也有较大的进展，如应力分析的拱梁试何载法、坝体温度计算和温度控制措施、坝体分缝和接缝灌浆、地基处理技术等。50年代以后，西欧各国和日本修建了许多双曲拱坝，在拱坝体形、复杂坝基处理、坝顶溢流和坝内开孔泄洪等重大技术上又有新的突破，从而使拱坝厚度减小，坝高加大，即使在比较宽阔的河谷上修建拱坝也能体现其经济性。进入70年代，随着计算机技术的发展，有限单元法和优化设计技术的逐步采用，使拱坝设计和计算周期大为缩短，设计方案更加经济合理。水工及结构模型试验技术、混凝土施工技术、大坝安全监控技术的不断提高，也为拱坝的工程技术发展和改进创造了条件。近40多年来，中国修建了许多拱坝，据不完全统计，至1985年底，全国已建坝高15m以上的各种拱坝总数达800余座，约占全世界已建拱坝总数的1/4强，在拱坝设计理论、计算方法、结构型式、泄洪消能、施工导流、地基处理及枢纽布置等方面都有很大进展，积累了丰富的经验，取的了不小的进步。（3）工程形式：控制拱坝形式的主要参数有拱弧的半径、中心角、圆弧中心沿高程的迹线和拱厚。按照拱坝的拱弧半径和拱中心角，可将拱坝分为单曲拱和双曲拱。中心角的影响是中心角大一些，拱圈厚度小一些，拱圈内力小一些，因此适当加大中心角是有利的，但过大的中心角将使拱端弧面的切线与河岸等高线的夹角变小，降低拱座的稳定形性，具体说明如下：①单曲拱：1）定义：又称为定外半径定中心角拱，对U型或矩形断面的河谷，其宽度上下相差不大，各高程中心角比较接近，外半径可保持不变，仅需下游半径变化以适应坝厚变化的要求。2）特点：施工简单，直立的上游面便于布置进水孔和泄水孔及其设备，但当河谷上宽下窄时，下部拱的中心角必然会减小，从而降低拱的作用，要求加大坝体厚度，不经济。对于底部狭窄的V字形河谷可考虑采用等外半径变中心角拱坝。②双曲拱坝：1）变外半径等中心角：对底部狭窄的V字形河谷，宜将各层拱圈外半径，上至下逐渐减小，可大大减少坝体方量。变外半径等中心角拱的特点是拱坝应力条件较好，梁呈弯曲形状，兼有拱的作用，更经济，但有倒悬出现，设计及施工较复杂，对V、U型河谷都适用。2）变外半径变圆心：让梁截面也呈弯曲形状，因此悬臂梁也具有拱的作用，这种形式更能适应V、梯形及其他形状的河谷，布置更加灵活，结构复杂，施工难度大。变外半径变圆心拱的特点是应力状态尽一步改善，节省工程量，结构更加复杂，施工难度更大，被广泛采用为桐坑溪双曲砌石拱坝。（4）特点：①拱与梁的共同作用。②稳定性主要依靠两岸拱端的反力作用，因而对地基的要求很高。③拱是一种推力结构，承受轴向压力，有利于发挥砼及浆砌石材料的抗压强度。④拱梁所承受的荷载可相互调整，因此可以承受超载。⑤拱坝坝身可以泄水。⑥不设永久性伸缩缝。⑦抗震性能好。⑧几何形状复杂，施工难度大。（5）分类：拱坝按最大高度处的坝底厚度和坝高的比值可分为薄拱坝、中厚拱坝和重力拱坝，按体形可分为单曲拱坝和双曲拱坝。（6）布置原则：拱坝布置的原则是，根据坝址地形、地质、水文等自然条件以及枢纽综合利用要求统筹布置，在满足稳定和建筑物运用的要求下，通过调整拱坝的外形尺寸，使坝体材料的强度的到充分发挥，控制拉应力在允许范围之内，而坝的工程量最省。因拱坝型式比较复杂，断面形状又随地形地质情况而变化，故拱坝布置需有较多的方案，进行全面技术经济比较，选择最优方案。而最终选定的布置方案，一般需经模型试验论证。拱坝布置的步骤:拱坝布置复杂，需结合地形地质条件，反复修订，作多方案比较，最后定出布置图，其具体步骤如下：①根据坝址地形、地质资料定出开挖深度，绘出坝址利用基岩面等高线图。综合考虑地形、地质、水文、施工及运用条件等，选择适宜的拱坝坝型。②利用基岩面等高线地形图，试定顶拱轴线的位置。顶拱轴线的半径可参考，应尽量使拱轴线与等高线在拱端处的夹角不小于30°，并使两端夹角大致相近。按适当的中心角和坝顶厚度画出顶拱内外缘弧线。③初拟拱冠梁剖面尺寸，并拟定各高程拱圈的厚度。一般选取5至10层拱圈，绘制各层拱圈平面图。各层拱圈的圆心联线在平面上最好能对称于河谷可利用基岩面地形图，在垂直面上，这种圆心联线应是光滑的曲线。④切取若干垂直剖面，检查其轮廊是否光滑连续，倒悬是否过大，如不符合要求，应适当修改拱圈及梁的形状尺寸。⑤根据初定的坝体尺寸进行应力计算及坝肩稳定较核。如不符合要求，应重复以上步骤修改坝体布置和尺寸。⑥将拱坝沿拱的轴线展开，绘成立视图，显示基岩面的起伏变化，对突变处采取削平或填塞措施。⑦计算坝体工程量，作为不同方案比较的依据。4.土石坝：（1）定义：土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝，当坝体材料以土和砂砾为主时，称土坝、以石渣、卵石、爆破石料为主时，称堆石坝。当两类当地材料均占相当比例时，称土石混合坝。（2）历史：土石坝是历史最为悠久的一种坝型，近代的土石坝筑坝技术自20世纪50年以后的到发展，并促成了一批高坝的建设，目前，土石坝是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。（3）分类：①土石坝按坝高可分为：低坝、中坝和高坝。②土石坝按其施工方法可分为：碾压式土石坝、冲填式土石坝、水中填土坝和定向爆破堆石坝等。（三）泄水建筑物1.概念：泄水建筑物是指用以宣泄洪水的水工建筑物。它承担着宣泄超过水库拦蓄能力的洪水，防止洪水漫过坝顶，确保工程安全的任务。其形式主要有坝身泄水道（包括溢流坝、中孔、深孔泄水孔和坝下涵管）和河岸泄水道（包括河岸溢洪道和泄洪隧洞），混凝土坝一般采用溢流式泄洪，如溢流坝和坝身泄水孔等，此时坝体既是挡水建筑物又是泄水建筑物，土石坝一般不容许从坝身溢流或大量泄洪，往往需要在坝体外岸边或天然垭口处建筑河岸溢洪道或开挖泄洪隧洞。2.历史：中国修建泄水建筑物的历史悠久。早在春秋战国时期就有有关记载。随着实践经验的不断丰富和科学技术的不断发展，世界上的泄水建筑物在形式、构造、材料以及消能防冲、防空蚀、抗振动、地基处理、施工技术等方面都日趋进步，规模也不断扩大。3.泄水方式：泄水建筑物的泄水方式有堰流和孔流两种，通过溢流坝、溢洪道、溢洪堤和全部开启的水闸的水流属于堰流，通过泄水隧洞、泄水涵管、泄水（底）孔和局部开启的水闸的水流属于孔流。溢流坝、溢洪道、堰流堤、泄水闸等泄水建筑物的进口为不加控制的开敞式堰流孔或由闸门控制的开敞式闸孔，泄水隧洞、坝身泄水（底）孔、坝身泄水涵管等泄水建筑物的进口淹没在水下，需设置闸门，由井式、塔使、岸塔式或斜坡式的进口设施来控制启闭（参见取水建筑物）。4.河岸溢洪道：河岸溢洪道有正槽式、侧槽式、井式和虹吸式等四种形式。河岸溢洪道的布置一般根据地形、地质条件、工程特点、枢纽布置的要求以及施工运行条件等，通过技术经济比较确定。从枢纽的总体布置来看，一般进口位于水流顺畅处，且与大坝保持一定距离，避免横流对坝的冲刷。小型水库的溢洪道一般不设闸门，多布置在河岸，且其泄流水面通常都是开敞的，故称为河岸开敞式溢洪道。河岸开敞式溢洪道具有结构简单，水流平顺，容易施工，管理方便和安全可靠的特点。这种溢洪道由引水渠、溢流堰和泄水陡槽等几部分组成，陡槽后一般还设置消力池和尾水渠，以减轻溢流洪水的冲刷作用。5.非常溢洪道：由于水文现象的随机性和不确定性，为了保证水库大坝的绝对安全，有时需考虑出现特大洪水时（频率较小的超标准洪水）水库的泄洪问题，这种为对付特大洪水而修建的泄洪设施称为非常溢洪道。非常溢洪道一般建在库岸有通往天然河道的垭口处或平缓的岸坡，可根据实际情况设闸控制或设自溃式或引冲式土坝。（1）具体应用：①非常溢洪道宜选在库岸有通往天然河道的垭口处，或平缓的岸坡上。如果条件许可，应考虑正常溢洪道与非常溢洪道分开布置，以达到降低总造价的目的，有时也可结合布置在一起。规模大或具有两个以上的非常溢洪道，应安排先后启用，以控制下泄流量。非常溢洪道应尽量设置在地形地质条件较好的地段，要做到既能保证预期的泄洪效果，又不致造成非常溢洪道遭受严重冲刷的危险后果。非常溢洪道的溢流堰顶高程，要比正常溢洪道稍高，一般不设闸门。有时为了多蓄水兴利，常在堰顶上筑土堤，土堤顶高于最高洪水位。要求土堤在正常情况下不失事，在非常情况下能及时破开。由于非常溢洪道的运用机率很小，设计所用的安全系数可适当降低，结构可做的简单些。有的只做溢流堰和泄槽；在较好岩体中开挖的泄槽，可不做混凝土衬砌。在宣泄特大洪水时，可允许有局部损坏。但对泄洪通道和下游可能发生的破坏，要预先做出安排，确保非常溢洪道及时启用生效。②自溃式非常溢洪道是非常溢洪道的一种形式，即在非常溢洪道的底板上加设自溃堤。堤体可因地制宜地用非粘性的砂料、砂砾或碎石填筑，平时可以挡水，当水位超过一定高程时，又能迅速将其冲溃行洪。按溃决方式分为漫顶自溃和引冲自溃两种，自溃堤因结构简单、造价低和施工方便而常被采用。如中国大伙房、鸭河口、南山等水库的非常溢洪道，就是应用此种形式，自溃式非常溢洪道缺点是控制过水口门形成和口门形成的时间尚缺少有效措施，溃堤泄洪后，调蓄库容减小，可能影响来年的综合效益。（2）发展局限：非常溢洪道运用机率很少，经过实际运用考验的还不多，尚缺乏实践经验，在设计中还存在不少问题，如合理解定非常洪水标准、非常溢洪道的启用条件等，都有待进一步研究解决。6.泄洪洞：泄洪洞按其位置可分为建在坝内的泄洪洞和建在挡水建筑物一侧的山体内泄洪洞两种；按其洞内水流状态可分为无压洞和有压洞两种。有的水库泄洪洞兼有排沙功能，用以减轻多沙河流上的水库淤积，有的水库泄洪洞兼有放空水库功能，用以放空库水以利人防和检修。（四）输水建筑物1.概念：输水建筑物是指从水库向下游输送灌溉、发电或供水的建筑物，如输水洞、坝下涵管、渠道等，取水建筑物是输水建筑物的首部，如进水闸和抽水站等，输水建筑物都设置闸门以控制放水。2.必须满足的需求：（1）具有设计规定的过流能力，对无压洞（管），为保证洞内为无压流态，水面以上应有足够的净空，对有压洞。为保证洞内为压力流，要求沿洞线顶部的压力余幅不小于2m，渠堤顶或边墙在水面以上需留有足够的超高。（2）结构布置和体形设计的当：出流平稳，水头损失小，不出现过大的负压和空蚀破坏。（3）不同用途的输水建筑物对水流流速各有不同的要求。发电引水隧洞的经济流速一般为3至5m/s，为保持渠道不冲、不淤、不生水草，需结合渠道土质、水深和水流悬浮泥沙的颗粒直径，确定适宜的流速范围。（4）渠线上输水隧洞、暗渠等的纵坡应略陡于渠道纵坡，以减小断面和免遭淤积。（5）对坝下埋管，为防止由于温度变化和不均匀沉降导致管身开裂、接缝漏水或沿管身与坝体填土间产生集中渗流，应将管身置于较坚实的地基上，沿管线每隔一定距离设置带有止水的伸缩缝，并在管壁外侧做截流环（见输水管道）。（6）满足水工建筑物的一般设计要求，具有足够的强度和稳定性，结构简单，施工简便，有利于运行和管理，造价低，外形美观等。三、水库类型说明1.水库的等级：根据工程规模、保护范围和重要程度，按照水利水电工程等级划分及洪水标准，水库工程分为五个等别：（1）Ⅰ等，大（一）型水库，总库容＞10亿立方米。（2）Ⅱ等，大（二）型水库，总库容1至10亿立方米。（3）Ⅲ等，中型水库，总库容0.1至1亿立方米。（4）Ⅳ等，小（一）型水库，总库容0.01至0.1亿立方米。（5）Ⅴ等，小（二）型水库，总库容0.001至0.01亿立方米。2.水库的分类：根据水库所在地区的地貌、库床及水面的可将水库分为四类，具体如下：（1）平原湖泊型水库：在平原、高原台地或低洼区修建的水库，形状与生态环境都类似于浅水湖泊，形态特征水面开阔，岸线较平直，库湾少，底部平坦，岸线斜缓，水深一般在10米以内，通常无温跃层，渔业性能优良，如山东省的峡山水库、河南省的宿鸭湖水库。（2）山谷河流水库：造在山谷河流间的水库，形态特征库岸陡峭，水面呈狭长形，水体较深但不同部位差异极大，一般水深20至30米，最大水深可达30至90米，上下游落差大，夏季常出现温跃层，如重庆市的长寿湖水库、浙江省的新安江水库等。（3）丘陵湖泊型水库：在丘陵地区河流上建造的水库，形态特征介于以上两种水库之间，库岸线较复杂，水面分支很多，库弯多。库床较复杂，渔业性能良好，如浙江省的青山水库、陕西省的南沙河水库等。（4）山塘型水库：是指在小溪或洼地上建造的微型水库，主要用于农田灌溉，水位变动很大，如江苏省溧阳市山区塘马水库、宋前水库、句容的白马水库、安徽广德县和郎溪县这种类型的水库较多，用于灌溉农田。（5）根据水质的肥度同样可将水库分为贫营养型、中营养型和富营养型三类。四、水库修建意义1.修建益处：（1）水库是我国防洪广泛采用的工程措施之一。在防洪区上游河道适当位置兴建能调蓄洪水的综合利用水库，利用水库库容拦蓄洪水，削减进入下游河道的洪峰流量，达到减免洪水灾害的目的。水库对洪水的调节作用有两种不同方式，一种起滞洪作用，另一种起蓄洪作用，具体如下：①滞洪作用：滞洪就是使洪水在水库中暂时停留，当水库的溢洪道上无闸门控制，水库蓄水位与溢洪道堰顶高程平齐时，则水库只能起到暂时滞留洪水的作用。②蓄洪作用：在溢洪道未设闸门情况下，在水库管理运用阶段，如果能在汛期前用水，将水库水位降到水库限制水位，且水库限制水位低于溢洪道堰顶高程，则限制水位至溢洪道堰顶高程之间的库容，就能起到蓄洪作用，蓄在水库的一部分洪水可在枯水期有计划地用于兴利需要。当溢洪道设有闸门时，水库就能在更大程度上起到蓄洪作用，水库可以通过改变闸门开启度来调节下泄流量的大小，由于有闸门控制，所以这类水库防洪限制水位可以高出溢洪道堰顶，并在泄洪过程中随时调节闸门开启度来控制下泄流量，具有滞洪和蓄洪双重作用。（2）水库的兴利作用：降落在流域地面上的降水（部分渗至地下），由地面及地下按不同途径泄入河槽后的水流，称为河川径流。由于河川径流具有多变性和不重复性，在年与年、季与季以及地区之间来水都不同，且变化很大。大多数用水部门（例如灌溉、发电、供水、航运等）都要求比较固定的用水数量和时间，它们的要求经常不能与天然来水雨情况完全相适应。人们为了解决径流在时间上和空间上的重新分配问题，充分开发利用水资源，使之适应用水部门的要求，往往在江河上修建一些水库工程。水库的兴利作用就是进行径流调节，蓄洪补枯，使天然来水能在时间上和空间上较好地满足用水部门的要求。（3）其它作用：①蓄水：为附近的地区提供饮用水源及灌溉用水。②发电：利用水坝上的水力发电机来产生电力。③航运：提高水位，淹没险滩及暗礁，有利航运。④养殖：水库可以发展养殖渔业。⑤旅游：水库多位于山区，形成人工湖后，成为当地一景，可发展旅游业。2.修建弊端：（1）增加灾害发生的频率：兴建水库可能会诱发地震，增加库区及附近地区地震发生的频率，山区的水库由于两岸山体下部未来长期处于浸泡之中，发生山体滑坡、塌方和泥石流的频率会有所增加。（2）造成库区泥沙淤积：由于受水坝的拦截，受水势变缓和库尾地区回水影响，泥沙必然会在水库内尤其是大坝和库尾（回水的影响）淤积。（3）使土壤盐碱化：不断的灌溉又使地下水位上升，把深层土壤内的盐分带到地表，再加上灌溉水中的盐分和各种化学残留物的高含量，导致了土壤盐碱化。（4）恶化水质：库区水面面积大，大量的水被蒸发，土壤盐碱化使土壤中的盐分及化学残留物增加，从而使地下水受到污染，提高了下游河水的含盐量。（5）河水的水质的改变：由于水质的恶化及水流流速的减慢，使水生植物及藻类到处蔓延，不仅蒸发掉大量河水，还堵塞河道灌渠等等。这些水生植物不仅遍布灌溉渠道，还侵入了主河道。它们阻碍着灌渠的有效运行，需要经常性地采用机械或化学方法清理，这样又增加了灌溉系统的维护开支。（6）对下游河道的影响：由于水势和含沙量的变化，还可能改变下游河段的河水流向和冲积程度，造成河床被严重冲刷侵蚀，入河（海）口向陆地方向后退。（7）增加发病率：由于水流静态化导致下游血吸虫病等流行病的发病率增加。（8）移民影响：由于水位上升使库区被淹没，需要进行移民。并且由于兴建水库导致库区的风景名胜和文物古迹被淹没，需要进行搬迁、复原等。（9）对气候的影响：库区蓄水后，水域面积扩大，水的蒸发量上升，因此会造成附近地区日夜温差缩小，改变库区的气候环境。（10）价值的损失：淹没文物古迹或造成原有自然景观观赏价值的损失。（11）其它弊端：①破坏和改变流域生态系统特有的功能和结构。②有可能造成库区水质富营养化或毒化。.③有可能改变泥沙的自然输出，造成河口海湾洪泛平原的缩小以及海岸线遭侵蚀。五、水雨情自动测报系统概述（一）工作原理水库水雨情自动测报系统与传统的水库水雨情检测最大的区别在于其采用计算机、微电子、抄短波通信等技术，实现了水库水雨情信息的自动化收集和传输及处理。水库雨情自动测报的基本原理就是遥测站通过传感器将感知到的水库水位或者雨量等信息的变化，运用无线天线将信号发送到中继站，中继站再将接受到的水位、雨量等信息发射给中心站，中心站将接受到的信息处理转换，最终传输到计算机，实现水雨情信息在计算机上显示、储存及修改等，实现水库水雨情自动化追测。（二）主要构成水库水雨情自动测报系统通常由下列设备构成，具体说明如下：1.传感器：常用的有雨量计、水位计、流量计、闸位计、蒸发器、风速/风向计、温度计以及各种电量（如电压、电流、功率等）传感器，具体说明如下：（1）雨量计：①定义：雨量计是一种气象学家和水文学家用来测量一段时间内某地区的降水量的仪器。②雨量器由承水器（漏斗）、储水筒（外筒）、储水瓶组成，并配有与其口径成比例的专用量杯。③种类：1）虹吸式雨量计：虹吸式雨量计能连续记录液体降水量和降水时数，从降水记录上还可以了解降水强度。虹吸式雨量计由承水器、浮子室、自记钟和外壳所组成。雨水由最上端的承水口进入承水器，经下部的漏斗汇集，导至浮子室。浮子室是由一个圆筒内装浮子组成，浮子随着注入雨水的增加而上升，并带动自记笔上升。自记钟固定在座板上，转筒由钟机推动作用回转运动，使记录笔在围绕在转筒上的记录纸上画出曲线。记录纸上纵坐标记录雨量，横坐标由自记钟驱动，表示时间。当雨量达到一定高度(比如10毫米)时，浮子室内水面上升到与浮子室连通的虹吸管处，导致虹吸开始，迅速将浮子室内的雨水排入储水瓶，同时自记笔在记录纸上垂直下跌至零线位置，并再次开始雨水的流入而上升，如此往返持续记录降雨过程。2）称重式雨量计：这种仪器可以连续记录接雨杯上的以及存储在其内的降水的重量，记录方式可以用机械发条装置或平衡锤系统，将全部降水量的重量如数记录下来，并能够记录雪、冰雹及雨雪混合降水。3）翻斗式雨量计：翻斗式雨量计是由感应器及信号记录器组成的遥测雨量仪器，感应器由承水器、上翻斗、计量翻斗、计数翻斗、干簧开关等构成，记录器由计数器、录笔、自记钟、控制线路板等构成。其工作原理为雨水由最上端的承水口进入承水器，落入接水漏斗，经漏斗口流入翻斗，当积水量达到一定高度（比如0.1毫米）时，翻斗失去平衡翻倒。而每一次翻斗倾倒，都使开关接通电路，向记录器输送一个脉冲信号，记录器控制自记笔将雨量记录下来，如此往复即可将降雨过程测量下来。（2）水位计：①按传感器原理分类：1）浮子式：利用水的浮力升降浮子从而驱动传感器轮运转，将被测水位转换成可测信号，有用于直井和斜井两种型式。2）跟踪式：用电机作动力，驱动浮子或测针跟随水面运动，并同时带动传感器轮运转，将被测水位转换成可测信号。3）压力式：通过测量水体压力来测定水位，有气泡式和固态压阻式两种型式。4）声波式：用声波（或超声波）反射测距的原理来测定水位，有气介式和水介式两种型式。②按传感器输出信号分类：1）增量式：按分辨力的要求，每增减一定水位值即发出一次信号，常有可逆增量、三态增量、四态增量等方式。2）编码式：将水位数据转换成“0”、“1”数字量，并编成不同码制输出，一般有8421码、格雷码、余三码、等比码等。3）电模拟量式：将水位值转变成相应的电量输出，如压阻式传感器、自整角机同步传动等方式。4）电数字量式：将水位值转变成时间间隔量或频率量，均可以数字量输出，如声学水位计等。③按记录方式分类：1）模拟记录：用数模记录仪进行过程线记录。2）打印记录：用定时打印机进行数据记录。3）穿孔记录：用穿孔（或黑色点线）进行数据记录，并能进入计算机。4）固态记录：用集成电路贮存器进行数据记录，并能进人计算机。5）磁带记录：用录音磁带记录水位数据，并可进入计算机。（3）闸位计：闸门开度传感器（闸位传感器）是针对闸门测量的特点，采用光电绝对值式或机械式编码器，在内部以精密的变速机构制造而成，其输出信号有并行格雷码、串行RS485、4-20mA标准模拟量等多种方式可供用户选择。（4）风向计：风向标尾叶采用流线型结构，配以小巧的平衡块，由主杆的锥形顶针支撑，顶尖经热处理，强度高，在调整合适时，转动非常灵活，风压板有轻型和重型两块，经严格的数学推导与实验，对风叶板的密度、外型，有较科学的设计，轻型板一侧有配重块，风压板的支撑可以调整，在调整适当时，对风速的测定，有灵敏的反应。2.遥测终端（数据采集终端或RTU）。3.通信设备：有电话PSTN、GSM手机（短信、GPRS）、卫星定位系统、计算机网络以及微波等。（三）主要应用1.实时数据监测及显示：在未使用水库水雨情自动测报系统之前，对于防汛抗洪工作所需的水位、水量等信息，都是采用人工实地测量的方式，不仅浪费的大量的人力、物力，同时也浪费量的时间，还经常造成测量的信息缺乏及时性，同时对于防汛抗洪所需的信息，在精度和准确性方面无法的到保证，最终导致防汛抗洪工作的在人力、物力调配方面缺乏科学性、合理性。而水库水雨情自动测报系统的应用，能够及时将雨量、水位等信息进行监测，通过传感器传送到各个追测站，并能够将监测的信息及时在计算机上显示，不仅减轻了工作强度，更提高了水雨情计算的精确度，为防汛抗洪工作的决策提供了及时、准确依据，极大便捷了防汛抗洪的统一调度。2.数据查询：如上所述，水库水雨情自动测报系统在应用过程中具有数据库系统，从遥测站传回的数据都会及时、精确的存储到数据库里，运用水雨情自动化遥测系统软件可以对其历史数据或者水雨情起止时间等进行快速方便的查询，同时还可以利用数据库里的水位及水量的信息，生成图表等，便于防汛抗洪工作的开展，同时为水库日常管理工作提供了依据。3.水雨情计算：在水库水雨情自动测报系统运用之前，水库各遥测站主要是通过人工计算的方式对水雨情等信息进行处理，不仅给水库水雨情监测管理人员增加了工作强度，最主要的是由于人工处理方式，无法保证准确性和及时性。但是，水库水雨情自动测报系统的应用，根据实际需要，可以使水雨情数据的小时流量、日流量或者水位、水量等统计实现自动化。而且，随着水库水雨情遥测系统的不断完善，可以使水雨情数据及水库水位等数据更加完善的传输，还可以使各追测站传回的数据不再是简单的叠加，可以自动生成水库水雨情报表，同时还能够对汛期水雨情资料及年水雨情资料进行自动生成，大大减轻了水库监测管理人员的人工劳动，增加了水库水雨情数据计算的精度和及时性。4.公式修改：水库水雨情自动测报系统中的各个追测站收集到的都是水库水位数据，经传送到计算机显示出来的也仅仅是水位信息，在根据遙测站传回水位流量等信息进行各追测站点的流量确定，进而进行水库水雨情信息计算。为了保证水库水雨情数据计算的精度，根据实际情况，需要对各个遥测站水位流量进行历年校核，若发生了较大的变化，其自动生成的水位流量曲线也会发生变化。因此，在水库水雨情自动化遍测系统的软件中专门设置的公式编辑器，能够保证及时对水位流量曲线等进行修改，保证水雨情计算过程中更加准确。但是，对于自动化追测系统软件里的公式修改其后果比较严重，必须设置管理权限，只有具有管理权限的管理人员登录后才能进行修改，保证水库水雨情自动测报系统的稳定运行。5.除此之外，水库水雨情自动测报